Saltatorische Erregungsleitung?

,,madeleine · Gast

http://www.eduvinet.de/mallig/bio/neuron/neuro40.htm die site erklärt das eigentlich recht gut_ zuerst das wandern des ap an markellosen fasern und dann an markhaltigen fasern (eine oder 2 seiten weiter)

gast ohne namen · Gast

die erhöhung der leitungsgeschwindigkeit kann durch zwei physiologische begebenheiten erreicht werden. zum einen durch einen größeren axondurchmesser, da die na+-ionen, die sich auf die negativ geladenen nachbarbereiche verteilen, um dort spannungsgesteuerte na+-ionenkänale zu öffnen, weniger widerstand erfahren. sie verteilen sich also schneller. damit aber nicht an jeder nebachbarten membranstelle aps ausgelöst werden (das verlangsamt die fortleitung und kostet zu viel unnötige energie), ist die membran teilweise myelinisiert, d.h., dass dort keine aps ausgelöst werden können. je stärker das axon myelinisiert ist, desto schneller läuft die erregungsleitung ab (natürlich nur so lange, wie die myelinscheidenlänge nicht die reichweite des elektrischen feldes übertrifft).
in warmblütern ist die erregungsleitung sowieso schneller als bei kaltblütern, da, wie die rgt-regel besagt, bei höherer temperatur alle stoffwechselvorgänge schneller ablaufen.

Gast2 · Gast

Die Geschwindigkeit hängt wie schon gesat wurde vom Durchmesser des Axons ab, aber auch davon, ob ein Axon myelinisiert ist oder nicht. Spannungen werden bei myelinisierten Zellen schneller weitergeleitet als bei nicht myelinisierten Zellen.

Tobse · Anmeldungsdatum: 05.05.2007 Beiträge: 93

Kann mir jemand von euch die saltatorische Erregungsleitung erklären?

Also besonders warum der Strom von einem Schnürring zum nächsten kommt

Um das Axon sind ja Myelinscheiden gewickelt die das Axon wie eine Kabelisolierung isolieren.
Dadurch wird der Membranwiderstand erhöht.

Dies bedeutet:

Der Strom der innerhalb des Axons fließt kann erst wieder am nächsten Schnürring ein AP ausbilden.

Die Schnelligkeit beruht darauf:

Der Innenwiderstand wird geringer im Vergleich zum Membranwiderstand.

Der Strom geht immer den eifachsten Weg also durch die Innenseite des Axons, bis er zum nächsten schnürring kommt.
Der Strom hat also eine größere Reichweite um die membran überschwellig zu depolarisieren.

gast 2 · Gast

ich finde alle eure erklärungen sehr einleuchtend.

was ich mich frage ist, warum der ATP verbrauch bei der saltatorischen erregungsleitung geringer ist. das ist mir nicht klar.

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

1. Wofür wird das ATP denn benötigt?

2. Zeichne einmal zwei Axone, die die Erregung saltatorisch beziehungsweise kontinuierlich weiterleiten. Markiere dann die Bereiche, an denen ATP verbracht wird. Nun solltest du eine Erklärung liefern können.

gast 2 · Gast

naja, ATP wird da benötigt, wo die natrium kalium pumpe zur repolarisierung benötigt wird. aber die wird doch sowohl bei der kontinuierlichen- als auch bei der saltatorischen erregungsleitung bemötigt.

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Aufgabe 2 machen. Augenzwinkern

Gast

okay, ich glaube ich habe es verstanden:)

bei der saltatorischen erregungsleitung wird insgesamt weniger ATP verbraucht, da das aktionspotential, und somit auch der einsatz der kalium- natrium pumpe, nur an den schnürringen stattfindet, bzw. entsteht.
bei der kontinuierlichen erregungsleitung muss die pumpe ja nach jedem schritt wieder in kraft treten, um die repolarisierung einzuleiten und somit zu verhindern, dass das aktionspotential auch in die andere richtung läuft.

ist das richtig??

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Die Idee ist richtig. Die Begründung bei der kontinuierlichen Erregungsleitung hinkt noch etwas. Liegt aber wahrscheinlich eher an der Formulierung.

12345678 · Gast

Mir ist immer noch nicht so ganz klar wie der "sprung" von einem zum nächsten schnürring physikalisch funktioniert. Eine Spannung zwischen einstromstelle und dem benachbarten axonabschnitt ensteht, aber warum wandern positive ionen bis zum nächsten schnürring, es müsste doch direkt zu einem ladungsausgleich kommen. irgendwie hinkt der vergleich mit einem eletrischen strom.

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Habe ich auch erst nach meinem Studium (mE) verstanden. Ist klar, dass du es dann auch für sehr schwierig hälst.

Elektrische Ladung ist von einem elektrischen Feld umgeben. Man hat eine Ladungstrennung im Ruhezustand und damit auch ein bestimmtes elektrisches Feld (Lorenz-Kraft in der Physik behandelt?). Hat Ähnlichkeiten mit einem magnetischen Feld.
Bei einer Ladungsumkehrung zum AP verändert sich auch das elektrische Feld und genau dies wirkt auf die benachbarten Bereiche und führt dazu, dass die benachbarten Kanäle sich öffnen. Das ist immer so! Sicherlich sind die "wandernden" oder "schiebenden" Elektronen anschaulicher, aber führen beim Verständnis von kontinuierlicher und saltatorischer Erregungsleitung zum Problem.
Denn:
Bei der myelinisierten Nervenfaser ist das Axon isoliert. Dadurch können die elektrischen Felder nicht durch die Membran wirken. Dadurch schwächen sie sich nicht mit zunehmender Entfernung vom AP so stark ab und können auch Kanäle in weiter Entfernung öffnen. Beim unmyelinisierten Axon fehlt diese Isolierung, so dass das elektrische Feld schon bei einem geringem Abstand vom AP-Bereich nicht mehr stark genug sind, um die Öffnung der Kanäle zu erreichen. => Es geht langsamer.

12345678 · Gast

also eine feldausbreitung. Danke für deine Antwort ist mir jetzt halbwegs klar!

BMoll87 · Gast

Wurde nicht vorher erwähnt, dass die Natrium Ionen für die Öffnung der spannungsabhängigen Natrium Kanäle des nächsten Schnürrings verantwortlich sind, da sie durch ihre positive Ladung von den -70 mV Ruhepotential praktisch angezogen werden und dort dann für eine Überschreitung des Schwellenwertes sorgen?

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Mit deinem Modell kann man wunderbar die kontinuierliche Erregungsleitung erklären. Sie scheitert aber etwas bei der saltatorischen Erregungsleitung. Bei der musst du eigentlich die Feldausbreitung benutzen.

Zur not kannst du dir es auch so vorstellen, dass die Ionen nicht so stark durch die Membran angezogen werden und deshalb schneller zum nächsten Schnürring diffundieren können. Dieses Modell hat aber einige wissenschaftliche Unzulänglichkeiten.

HH · Gast

das liegt daran, dass die schwannsche scheide direkt auf der axonmembran aufliegt und somit keine sog. leckströme entstehen..die entstehen bei einem axon ohne myelinscheide ,da sich die ionen ständig aufgrund des konzentrationsgefälles anziehen..

kübi · Gast

ich finde, man sollte den unterricht über foren führen, hier sind die qualitativsten lehrer!

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Das kannst du so nicht sagen, auch wenn du mir so schmeichelst. Das Problem in der Schule ist, dass man 25 Schüler in einem Kurs hat und deshalb unmöglich auf jeden einzelnen eingehen kann. Im Forum diskutiert man in der Regel nur mit einer Person.
Und manchmal ist eine andere Herangehensweise eines anderen Lehrers schon hilfreich. So gut kann man Unterricht leider nicht machen, dass jeder ganz individuell gefördert wird.

Saminsa · Anmeldungsdatum: 02.09.2011 Beiträge: 5

Hallo!
Der Thread hier ist zwar schon länger nicht mehr aktiv, aber ich hoffe trotzdem, dass mir jemand antwortet.
Ihr habt hier die saltatorische Erregungsleitung wirklich gut erklärt.
Nun haben wir in Bio eine Aufgabe auf, bei der ich aber keine Idee bekomme...

"Warum kann der Abstand zwischen zwei Ranvierschen Schnürringen nicht beliebig vergrößert werden, um die Leitungsgeschwindigkeit weiter zu steigern?"

jörg · Anmeldungsdatum: 12.12.2010 Beiträge: 2107 Wohnort: Bückeburg

Wie breitet sich die Erregung denn zwischen den Schnürringen aus?

Saminsa · Anmeldungsdatum: 02.09.2011 Beiträge: 5

Ehm, strömen nicht die Ionen aufgrund der unterschiedlichen Spannung von Schnürring zu Schnürring?

jörg · Anmeldungsdatum: 12.12.2010 Beiträge: 2107 Wohnort: Bückeburg

Das ist so nicht richtig.

Sagt dir der Begriff der elektrotonischen Ausbreitung etwas?

Saminsa · Anmeldungsdatum: 02.09.2011 Beiträge: 5

Nein, da muss ich leider passen.

jörg · Anmeldungsdatum: 12.12.2010 Beiträge: 2107 Wohnort: Bückeburg

O.k., der Elektrotonus ist sozusagen der Spannungsverlauf innerhalb der Zelle.
Durch Ionenströme verändert sich nicht nur das Potential über der Zellmembran, sondern auch zu den benachbarten Bereichen.
Dieses Potential ist ja dann auch der Schlüsselreiz für das Öffnen der depolarisierenden Natriumkanäle.
Das Problem ist nur, dass der Elektrotonus eine begrenzte Reichweite hat, die Spannung nimmt mit Entfernung von dem "Ursprung" (der gereizte und bereits depolarisierte Bereich) ab und zwar mit dem Quadrat der Strecke.
Die Natriumkanäle benötigen, um zu reagieren aber eine Mindestspannung.
Nach einer gewissen Strecke kann die Spannung, die für die Reaktion der Natriumkanäle erforderlich ist, nicht mehr gewährleistet werden. Deswegen ist die Entfernung zwischen den Schnürringen nicht beliebig vergrösserbar, da sich in diesen Bereichen die Erregung elektrotonisch, also ohne Ionenströme, allein durch die Wechselwirkung zwischen erregten und unerregten Bereichen ausbreitet.

Saminsa · Anmeldungsdatum: 02.09.2011 Beiträge: 5

Okay, also würde am nächsten Schnürring kein Aktionspotenzial stattfinden können, weil die Mindestspannung durch die Entfernung nicht erreicht wird?

jörg · Anmeldungsdatum: 12.12.2010 Beiträge: 2107 Wohnort: Bückeburg

Im Prinzip meinst du wahrscheinlich das Korrekte, doch richtiger müsste es lauten: Am nächsten Schnürring würde bei Überschreiten der "kritischen Entfernung" keine Depolarisation stattfinden, so dass das Aktionspotential nicht fortgeleitet werden kann.

BIOMIO · Gast

Okay, alles verstanden, ABER !

wenn bei der saltatorischen erregungsleitung nicht so oft repolarisiert wird (?), wo findet die repolarisation bei eben dieser statt?

bei der kontinuerlichen wird der komplette vorgang also immer wiederholt während es so vor sich hin leitet. immer alles, dep., actionspotential, rep. uuuund nochmal. (oder?)

wann wird jetzt bei der saltatorischen variante repolarisiert?

jörg · Anmeldungsdatum: 12.12.2010 Beiträge: 2107 Wohnort: Bückeburg

Mandy · Gast

Hallo zusammen.
Eure Erklärungen sind wirklich alle super und haben mir echt geholfen...

Ich habe da auch noch eine Frage und glaube dass die recht gut hier hin passt:

Bei mir im Bio-Buch steht, dass wenn Zellgifte ATP verhindern, das Ruhepotential abbaut. Ansonsten würde es immer vorhanden bleiben.
Dann steht da, dass sich die Ionenkonzentration durch Ionenleckströme ausgleicht würde und dass man deshalb die Kalium-Natrium-Pumpe braucht, da die aktiv dagegen ankämpft.
Jetzt braucht die doch aber auch ATP ?

also irgendetwas kommt mir doch sehr spanisch vor.
Vielleicht habe ich vom vielen Lernen aber auch schon nen Brett vorm Kopf.

wäre nett von euch wenn ihr mir helfen würdet.

lg

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Lies dir noch einmal genau durch, was du geschrieben hast. Das stimmt schon alles. Wobei der Effekt des Zellgiftes etwas besser geschrieben werden müsste.

brenzlig · Gast

Hallo ich hätte nochmal eine Frage zur saltatorischen Erregungsleitung und zwar haben wir im Unterricht durchgenommen, dass die saltatorische Erregungsleitung sprunghaft ist, da ein Elektroneen transport statt fortlaufender Aktionspotenziale stattfinden aber so ganz habe ich das nicht verstanden

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Elektronen werden da nicht transportiert. Da musst du etwas grundlegend falsch verstanden haben. Schau dir noch einmal deine Notizen genau an und beschreibe es mal so gut wie du es verstanden hast.

Gastxyz · Gast

Der Thread ist zwar schon sehr alt, aber weil ich dem Moderator antworten möchte, der hoffentlich noch aktiv ist: Die Natrium Pumpen werden mit dem Aktionspotential deaktiviert und erst durch die Hyperpolarisation aktiviert - sie sind also nicht die ganze Zeit aktiv.

jörg · Anmeldungsdatum: 12.12.2010 Beiträge: 2107 Wohnort: Bückeburg

Wo hast du die Information her? Na-K-ATPasen verfügen über keinen Spannungssensor. Das wäre auch kontraproduktiv. Dazu zwei Beispiele: Erythrozyten haben ein deutlich positiveres Membranpotential als z.B. Neurone, dennoch müssen sie Ionen transportieren, um ihre Elektrolythomöostase aufrecht zu erhalten. Dazu dient ihnen u.a. eine Na-K-ATPase. Auch Photorezeptoren haben ein deutlich positiveres Membranpotential. Durch Lichtabsorption kommt es hier zu einer Hyperpolarisation. Wie sollen die ihr Ruhepotential aufrecht erhalten, wenn die Na-K-ATPase im Ruhezustand gar nicht aktiv ist?